基于绿色节材BIM技术与装配式住宅结合的应用

(沈阳建筑大学 辽宁 沈阳 110168)

一、装配式建设技术的优势

(一)设计多样化

在传统的住宅建筑设计中，开间小，结构构件不精细，空间分割不够灵活，用于承重的墙体多，耗费较多的建筑材料，运用装配式技术建成的住宅，结构构件精准，空间大并且可以随住户的需求随意分割。而利用BIM技术，还可以在施工前不断进行虚拟模型的修改，来满足客户的需求，更加的人性化和多样化。大大节省了建筑材料。

(二)功能现代化

装配式住宅功能更加现代化，更加绿色环保，保温、隔音等性能更好。例如传统建筑物，保温层暴露在主体结构，除去表面的抹灰饰面层，没有较多的保护措施，这种保温材料比建筑物的寿命要短得多。而装配式住宅，结构构件都是通过工厂预制加工而成，在加工的过程中，就可以设置保温层，对保温层的保护比较注重，可以使房间内隔热、保温效果更好，而且保温材料的寿命大大延长，从而节省了建筑材料。

(三)制造工厂化

装配式住宅中的结构构件大部分是工厂预制机械化生产的，尺寸精确。况且在生产过程中，材料的性能都可以随时进行控制。节省了建筑材料，减少了浪费。

(四)施工装配化

装配式住宅中，结构构件是工厂预制生产的，构件运来在现场组装，进度快，节省了建筑材料的消耗，减少了建筑垃圾的排放，施工成本降低。

作为当前住宅的新型建筑技术，装配式住宅具有建造周期短，受气候条件制约小，节约建筑材料，生产成本较低，提高了建筑质量，减少建筑垃圾，性价比高等优点，这与绿色建筑中的“四节一环保”要求正好符合。在第十届国际绿色建筑与建筑节能大会上，仇保兴指出装配式住宅是普及绿色建筑的捷径，值得大力推广。

二、BIM技术与装配式住宅的结合的优势

(一)构件虚拟模型

运用BIM可以建立精致的虚拟模型，在模型中进行建筑规划、设计、施工和拆除，有利于做出合理的方案设计。其中绿色建筑在施工方面投入较弱，在施工过程中，造成建筑材料的大规模浪费。利用BIM技术可以进行合理的施工模拟，有利于在施工过程中发现问题，解决问题，以免影响施工进程，从而节省了材料和施工时间。

(二)可视化修改

传统的建筑技术中，设计是通过绘制图纸进行方案设计，分析等，发现问题后在进行不断的修改，大大占用了建筑师的精力和时间，工作繁重，而且图纸上的模型是2D的，不够生动立体。有了BIM技术，可以大大减少设计师繁琐的工作，节省时间和精力。通过BIM技术建立的虚拟模型，生动立体。

(三)可以进行碰撞检查

就如前面提到的，利用BIM技术可以建成精致的虚拟模型，可以全方位的观察分析建筑。一方面，可以加深对建筑的理解；另一方面，虚拟模型能够精确的钢筋级别，所以，可以利用BIM技术建成的虚拟模型进行一些实验。

装配式住宅是通过工厂生产预制装配构件，然后现场拼装而成，所以，它的房型一般比较简单，一栋装配式住宅中的房型大多相同，每个房间可以根据住户需求自由变换。而BIM技术可以比较容易的实现模块化和建立构件库，可以在电脑里进行拼装、变化，这与装配式住宅的产业化、工厂化相符合。装配式住宅生产方式要求实现全产业链的、全生命周期的管理，这与BIM技术所擅长的全生命周期管理理念想符合，很好地响应了绿色建筑在建筑的全寿命周期内节约建材的理念。

三、国内装配式住宅和BIM技术的发展现状

装配式住宅和BIM技术的发展在国内发展暂时遇到瓶颈，但是，装配式建筑和BIM技术潜力巨大，节能效果很明显，对我国绿色建筑有很大的推动作用。随着建筑行业的发展，越来越多的建筑师会接受BIM技术和装配式住宅，健全建筑体制，完善管理体系，装配式建筑和BIM技术会在未来大放异彩。

四、案例分析——惠南新市镇17-11-05、17-11-08地块23#楼

上海市浦东新区惠南新市镇17-11-05,17-11-08地块23号楼作为工业化住宅示范项目，建筑面积为9755.24m2，地面13层，地下1层，总建筑高度37.7m。23号楼是工业化装配式住宅的典型案例，单体的预制率达到30%，结构体系是双面叠合式混凝土剪力墙体系。同时，工程的设计施工过程中，采用了BIM数字化技术，在建筑的全生命周期内大量应用。

(一)基于全生命周期的可变房型设计

在原有的建筑中，结构和承重剪力墙占用了很多没必要的公摊面积，而且传统设计方法设计的住宅房型形式就固定下来了，虽然可以加一些隔墙进行空间切割，但室内空间不能根据住户的需求自由改造无法在全生命周期中适应社会发展的需求。本项目改造优化原有的结构体系，实现内部无柱并集中布置竖向管井，从而使建筑内部形成可自由分隔的大空间。优化剪力墙结构设计，取消了框架柱，使得户型拥有大跨度空间。

(二)基于信息化的建筑、结构、机电的高度集成化设计

在本次项目中，运用BIM技术建立精致的虚拟模型，在模型中进行建筑规划、设计、施工和拆除，将建筑、结构、机电一体化设计，实现了对建筑全生命周期的控制。从方案到施工图、构件深化设计图纸、工厂制作和运输、现场的装配的全过程都可以通过BIM技术实现过程控制,包括后期的运营维护和可变改造,甚至考虑到建筑日后的拆除，工业化建筑和信息化技术真正实现建筑物全寿命周期的设计和控制。

(三)“四节一环保”

构配件标准化，大部分是工厂预制机械化生产的，尺寸精确。构件运来在现场组装，进度快，节省了建筑材料的消耗，节省了劳动力，减少了建筑垃圾的排放，施工成本降低。节材达到70%。通过工厂生产预制装配构件，然后现场拼装而成，节省了劳动力，减少了施工周期，符合绿色建筑的要求。

目前国内传统建筑方式所暴露的弊端越来越多，建筑材料耗费多，耗费的能源多，需要投入大量的劳动力，与国家可持续反战的政策相背驰所以国家大力提倡绿色建筑的发展。而装配式住宅满足绿色建筑的要求，是推广绿色建筑的捷径。BIM技术的与装配式住宅相结合，能够最大限度的节省建筑材料的浪费，节能做到最大化。从而带动建筑行业朝着绿色健康的方向发展。

【参考文献】

[1]薛伟辰.预制混凝土框架结构体系研究与应用进展[J].工业建筑，2002，32(11)：47-50.

[2]刘爽.建筑信息系统(BIM)技术的应用[J].建筑学报，2008(2)：100-101.